DE3728447C2

DE3728447C2 -

Info

Publication number: DE3728447C2
Application number: DE19873728447
Authority: DE
Inventors: Werner 8630 Coburg De Pickert
Original assignee: Kapp & Co Werkzeugmaschinenfabrik 8630 Coburg De
Current assignee: Kapp & Co Werkzeugmaschinenfabrik 8630 Coburg De
Priority date: 1987-08-26
Filing date: 1987-08-26
Publication date: 1991-12-19
Also published as: DE3728447A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine einlagig beschichtete CBN-Formschleifscheibe mit einem galvanisch gebundene Schleifkörner tragenden Grundkörper.The invention relates to a single-layer coated CBN shaped grinding wheel with a galvanically bonded Base body carrying abrasive grains.

Derartige einlagig beschichtete CBN-Formschleifscheiben dienen zur extrem genauen Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken, beispielsweise zur exakten Bearbeitung der Flankenform von Zahnrädern. Hierbei ergibt sich, insbesondere beim ständigen Einsatz derartiger Schleifscheiben, die Schwierigkeit, daß die CBN-Beschichtung trotz großer Härte- und Widerstandsfähigkeit einem beträchtlichen Verschleiß unterzogen ist. Infolgedessen muß die Formschleifscheibe mitsamt der CBN-Beschichtung nach der vorgegebenen Standzeit ausgewechselt werden, um bei der Fertigung der Werkstücke eine gleichbleibend hohe Genauigkeit zu erreichen. Das Auswechseln einer solchen Formschleifscheibe zieht nun aufgrund seiner Zeitintensität einen diskontinuierlichen Produktionsbetrieb nach sich. Infolgedessen verringert sich die Produktionsleistung bei der Herstellung der vorgenannten Werkstücke in dem Maße, wie derartige Formschleifscheiben wegen Abnutzung ihrer CBN-Beschichtung häufiger auszuwechseln sind. Hierdurch werden seinerseits zusätzliche Betriebs- und Fertigungskosten bei der eigentlichen Werkstückbearbeitung verursacht. Gleichzeitig erhöhen sich diese Kosten durch die mit dem schnellen Verschleiß zusammenhängende häufigere Erneuerung der CBN-Beschichtung von wiederverwendeten Formschleifscheiben bzw. den Ersatz von abgenutzten Formschleifscheiben durch ganz neu einzusetzende Formschleifscheiben.Such one-layer coated CBN shaped grinding wheels are used for extremely precise processing of a large number of Workpieces, for example for the exact machining of Flank shape of gears. This results, in particular with constant use of such grinding wheels, the Difficulty that the CBN coating despite high hardness and resistance to considerable wear is subjected. As a result, the form grinding wheel together with the CBN coating after the specified service life to be replaced in the manufacture of the workpieces to achieve a consistently high level of accuracy. The replacement of such a shaped grinding wheel now pulls due to its time intensity a discontinuous Production company after itself. As a result, decreases the production output in the manufacture of the aforementioned Workpieces to the extent that such grinding wheels replace more often due to wear of their CBN coating are. This in turn means additional operational and manufacturing costs for the actual workpiece machining caused. At the same time increase these costs due to the rapid wear associated with frequent renewal of the CBN coating of reused form grinding wheels or the replacement of worn shaped grinding wheels by brand new ones Form grinding wheels.

Diese Schwierigkeit läßt sich auch nicht durch eine Anordnung beseitigen, wie sie in der DE-OS 29 03 162 und der CH-PS 2 35 341 vorgeschlagen wird. Dort geht es um eine reine Breitenverstellung einer Einstich- oder Nuteneinschleifvorrichtung unter Verwendung einer geteilten Schleifscheibe, nicht aber um eine gezielte Veränderung der Oberfläche, um punktuelle oder zumindest nur in kleineren stark beanspruchten Bereichen stattfindende Abnützungen auszugleichen.This difficulty cannot be solved by an arrangement eliminate as in DE-OS 29 03 162 and CH-PS 2 35 341 is proposed. It's about a pure one Width adjustment of a grooving or grooving device using a split grinding wheel, but not a deliberate change in the surface in order to selective or at least only in smaller heavily used ones To compensate for wear and tear occurring in areas.

Entsprechendes gilt auch für eine aus der Offenlegungsschrift DE 25 30 579 A1 bekanntgewordene Anordnung. Bei dieser ergibt sich durch die Verformung eine Verschiebung der Schleiffläche im wesentlichen tangential zur Schleiffläche, womit aber keine stets senkrecht dazu verlaufenden Abnutzungserscheinungen korrigierbar sind.The same applies to one from the published patent application DE 25 30 579 A1 known arrangement. This causes a displacement due to the deformation the grinding surface essentially tangential to Grinding surface, with which, however, no always perpendicular to it Signs of wear can be corrected.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Formschleifscheibe der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß durch Gebrauch auftretende Abnutzung und Verschleiß der CBN-Beschichtung der Formschleifscheibe während des Schleifvorgangs kompensiert werden und damit die vorgegebene Standzeit der Formschleifscheibe ohne Verlust der für die Werkstückbearbeitung notwendigen großen Genauigkeit erhöht, wie auch ein weitgehend diskontinuierlicher Produktionsbetrieb vermieden wird, wodurch gleichzeitig eine wesentlich größere Wirtschaftlichkeit gewährleistet ist.The invention is therefore based on the object of a shaped grinding wheel of the type mentioned at the outset, that wear and tear that occurs through use the CBN coating of the grinding wheel during of the grinding process can be compensated and thus the predetermined Tool life of the grinding wheel without loss of great accuracy required for workpiece machining increased, as well as a largely discontinuous production operation is avoided, which makes it essential greater economy is guaranteed.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Formschleifscheibe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Grundkörper zumindest im Bereich der CBN-Beschichtung mit einer einen Spreizkörper aufnehmenden Verformkammer versehen ist, wobei durch Überwachung der Druckkraft des Spreizkörpers eine ständige selbsttätige Nachregelung in radialer und/oder axialer Richtung zum Ausgleich der Abnutzung der CBN-Beschichtung erfolgt. To solve this problem is with a form grinding wheel of the type mentioned in the invention provided that the base body at least in the area of the CBN coating with a deformation chamber accommodating an expansion body is provided, by monitoring the pressure force of the Spreading body a constant automatic readjustment in radial and / or axial direction to compensate for wear the CBN coating takes place.

Durch eine derartige Ausgestaltung der Formschleifscheibe wird hauptsächlich deren vorgegebene Standzeit verlängert, aber zugleich auch eine extrem hohe Genauigkeit bei der Bearbeitung von Werkstücken - insbesondere von Zahnrädern - erreicht. Beim ständigen Einsatz der Formschleifscheibe wird die auf den Grundkörper aufgebrachte CBN-Beschichtung trotz ihrer vorteilhaften Werkstoffeigenschaften relativ schnell abgenutzt. Speziell um diesem Verschleiß der CBN-Beschichtung der Formschleifscheibe entgegenzuwirken und zu kompensieren, ist ein Spreizkörper in einer Verformkammer angeordnet, der umso stärker angeregt wird, je größer derartige Abnutzungserscheinungen sind. Durch die Anregung des Spreizkörpers wird in der Verformkammer ein konstanter Druck hervorgerufen, der zur Verformung - d. h. im wesentlichen zur Erweiterung - des Grundkörpers und somit der CBN-Beschichtung benutzt wird. Nachdem die für die Werkstückbearbeitung erforderlichen Toleranzwerte der Formschleifscheiben hierdurch annähernd unverändert bleiben, ist die Formschleifscheibe somit länger einsetzbar und muß seltener überholt bzw. durch eine mit noch nicht abgenutzter CBN-Beschichtung bestückte Formschleifscheibe ersetzt werden.Through such a configuration of the shaped grinding wheel their specified service life is mainly extended, but at the same time also extremely high accuracy when machining of workpieces - especially gear wheels - reached. With constant use of the form grinding wheel becomes the CBN coating applied to the base body relative despite their advantageous material properties quickly worn out. Especially for this wear of the CBN coating to counteract the shape grinding wheel and compensate is an expansion body in a deformation chamber arranged, the more excited, the larger such Signs of wear are. By the suggestion of Expansion body becomes a constant in the deformation chamber Pressure created to deform - d. H. essentially to expand - the basic body and thus the CBN coating is used. After that for workpiece machining required tolerance values of the shape grinding wheels thereby remain almost unchanged, the grinding wheel can therefore be used longer and must less often overhauled or with one that has not yet worn out CBN coating equipped shaped grinding wheel replaced will.

Insbesondere ist die Verformkammer erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß im wesentlichen der umfangsseitige Bereich des CBN-beschichteten Grundkörpers in radialer Richtung bzw. daß im wesentlichen der stirnflächenseitige Bereich des CBN-beschichteten Grundkörpers in axialer Richtung verformbar ist. Durch die unterschiedliche Ausbildung der Verformkammer wird der Maßgabe entsprochen, daß der Grundkörper, entsprechend der jeweiligen Formgebung der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche, die aufgrund der vielseitigen Einsatz gebiete der Werkstücke sehr unterschiedlich ausgebil det sein kann, gleichmäßig erweitert wird. Auf diese Weise wird der Abnutzung der auf dem Grundkörper aufge brachten CBN-Beschichtung - abhängig von der jeweili gen Form und Beschaffenheit des zu bearbeitenden Werk stücks - einerseits im wesentlichen in radialer oder andererseits in der Hauptsache in axialer Richtung entgegengewirkt.In particular, the deformation chamber is according to the invention trained that essentially the peripheral area of the CBN-coated body in the radial direction or that essentially the end face area of the CBN-coated base body deformable in the axial direction is. Due to the different design of the deformation chamber the requirement is met that the basic body, according to the respective shape of the to be machined Workpiece surface due to the versatile Use areas of the workpieces very differently trained det can be expanded evenly. To this The wear on the base body is increased brought CBN coating - depending on the respective shape and quality of the work to be processed pieces - on the one hand essentially in radial or on the other hand, mainly in the axial direction counteracted.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Grund körper zweigeteilt ausgebildet, wobei die Trennebene im Bereich der Verformkammer liegt. Diese Maßnahme ermöglicht eine rotationssymmetrische Ausbildung der beiden Einzelbauteile des Grundkörpers und infolgedes sen eine extrem einfache - und zugleich kostengünstige - Herstellung der spreizbaren Formschleifscheibe.In a further embodiment of the invention is the reason body formed in two parts, the parting plane lies in the area of the deformation chamber. This measure enables a rotationally symmetrical formation of the two individual components of the base body and as a result an extremely simple - and at the same time inexpensive - Production of the expandable form grinding wheel.

Darüber hinaus erlaubt ein derartiger zweigeteilter Grundkörper eine benutzerfreundliche Wartung, so daß im Bedarfsfall ein andersartiger, vielleicht auch defekter Spreizkörper unter gleichzeitiger Weiterver wendung des Grundkörpers ohne größere Anstrengungen ausgetauscht werden kann. Insbesondere ist erfindungs gemäß vorgesehen, daß der Grundkörper aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Kreisringen besteht, dessen am Innenumfang mit einer Ringnut versehene äußere Kreisring an dem inneren Kreisring abstützend radial nach außen spreizbar ist. Diese Anordnung der als Ringnut ausge bildeten Verformkammer ermöglicht eine genaue, zu gleich aber auch großflächige Bearbeitung der Umfangs seite eines Werkstücks, da sämtliche von dem Spreizkör per erzeugten Druckkräfte ausschließlich in einer Richtung - nämlich radial nach außen - gegen die Werk stückoberfläche wirken. Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, daß der Grundkörper aus zwei axial nebeneinan der angeordneten, im Bereich der Verformkammer bewegli chen und auseinander spreizbaren Kreisringscheiben zur axialen Verformung des Grundkörpers zusammengesetzt ist, wodurch u.a. auch schwer zugängliche Stellen eines Werkstücks bearbeitbar sind.In addition, such a two-part allows Basic body a user-friendly maintenance, so that if necessary a different one, maybe also defective expansion body with simultaneous forwarding Turning the body without much effort can be exchanged. In particular is fiction according to that the base body consists of two concentric there are circular rings arranged to each other, the one with an annular groove on the inner circumference outer ring supporting the inner annulus radially outwards is spreadable. This arrangement of out as an annular groove formed deformation chamber allows an accurate, too but also large-scale processing of the scope side of a workpiece, since all of the expansion body per generated pressure forces only in one Direction - namely radially outwards - against the work work surface. Furthermore, it is in the frame the invention that the base body from two axially next to each other the arranged, movable in the area of the deformation chamber Chen and spreadable circular washers for axial deformation of the base body is what among other things even hard-to-reach places of a workpiece can be machined.

Schließlich liegt es vorzugsweise noch im Rahmen der Erfindung, daß ein hydraulischer oder ein piezoelektrischer Spreizkörper in der Verformkammer angeordnet ist, woraus sich unterschiedlichste Einsatzmöglichkei ten solcher Formschleifscheiben ergeben.Finally, it is preferably within the scope of Invention that a hydraulic or a piezoelectric Spreading body arranged in the deformation chamber is what a wide variety of possible uses result from such grinding wheels.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfin dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:More details and advantages of the Erfin dung result from the following description of some preferred embodiments of the invention as well as from the drawing. Here show:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine spreizbare Form schleifscheibe, Fig. 1 a section through a grinding wheel spreadable form,

Fig. 2 eine Vergrößerung eines Grundkörpers einer Formschleifscheibe mit einem hydraulischen Spreizkörper im Bereich der CBN-Beschichtung im Bereich entsprechend dem Ausschnitt II in Fig. 1, Fig. 2 is an enlargement of a base body of a form grinding wheel having a hydraulic expander in the field of CBN coating in the region corresponding to the detail II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Vergrößerung eines Grundkörpers einer weiteren Ausführungsform einer Formschleif scheibe mit einem piezoelektrischen Spreiz körper im Bereich der CBN-Beschichtung ent sprechend dem Ausschnitt II in Fig. 1 und Fig. 3 is an enlargement of a base body of a further embodiment of a shaped grinding wheel with a piezoelectric expansion body in the area of the CBN coating accordingly section II in Fig. 1 and

Fig. 4 eine Vergrößerung im Bereich des CBN-beschi chteten Grundkörpers einer anderen Ausfüh rungsform einer Formschleifscheibe. Fig. 4 is an enlargement in the CBN-coated main body of another embodiment of a form grinding wheel.

Die in Fig. 1 dargestellte spreizbare Formschleifschei be besteht aus einem zweigeteilten Grundkörper 1, dessen rotationssymmetrische Kreisringscheiben 2 und 3 über Befestigungsschrauben 4 miteinander fest verbun den sind. Die Verformkammer 5, die einerseits im Be reich der CBN-Beschichtung 6 und andererseits im Be reich der Trennebene 7 der beiden Kreisringscheiben 2 und 3 angeordnet ist, nimmt einen hydraulischen Spreiz körper 8 auf, der über Verbindungsbohrungen 9 mit einem außerhalb der Formschleifscheibe liegenden Stell geber verbunden ist.The expandable shaping grinding wheel shown in FIG. 1 consists of a two-part base body 1 , the rotationally symmetrical annular discs 2 and 3 of which are firmly connected to one another via fastening screws 4 . The deformation chamber 5 , which is arranged on the one hand in the loading area of the CBN coating 6 and on the other hand in the loading area of the parting plane 7 of the two annular disks 2 and 3 , accommodates a hydraulic expansion body 8 which is connected via connecting holes 9 to an outside of the grinding wheel is connected.

Gemäß Fig. 2 nimmt die Verformkammer 5, die im Bereich sowohl der Trennebene 7 zwischen den beiden Kreisring scheiben 2 und 3 als auch der CBN-Beschichtung 6 liegt, einen hydraulischen Spreizkörper 8 auf, weshalb hier auch die beiden Kreisringscheiben 2 und 3 im Bereich der Formschleifscheibenspitze 10 zur Abdich tung bspw. miteinander verschweißt sind. Zur Werkstück bearbeitung wird das Werkstück 11 durch den Vorschub gegen die Formschleifscheibe bewegt, so daß die CBN- Beschichtung 6 des zweiteiligen Grundkörpers 1 mit zwei Flanken 12 und 13 des Werkstücks 11 in Kontakt gebracht wird. Die Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken bedingt einen nicht unerheblichen Ver schleiß der auf dem Grundkörper aufgebrachten CBN- Beschichtung 6. Um nun eine derartige Abnutzung der CBN-Beschichtung 6 schon während des Schleifvorganges auszugleichen und somit eine extrem hohe Genauigkeit des zu bearbeitenden Werkstücks 11 zu erhalten, wird durch einen außerhalb der Formschleifscheibe befindli chen Stellgeber, z. B. einer Ölpumpe, der Öldruck in der Verformkammer 5 derart erhöht, daß der radiale Bereich 6′ des CBN-beschichteten Grundkörpers 1 gegen die Flanken 12 und 13 des zu bearbeitenden Werkstücks 11 in axialer Pfeilrichtung 14 verformt wird. Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform einer Formschleif scheibe unterscheidet sich zu der in Fig. 2 gezeigten lediglich darin, daß der Spreizkörper 15 piezoelek trisch betreibbar ist. Nachdem durch einen derartigen Spreizkörper 15 keinerlei Dichtungsprobleme vorhanden sind, bleiben die beiden Kreisringscheiben 2 und 3 des Grundkörpers 1 im Bereich der Formschleifscheibenspit ze 16 unverbunden. Es ist vielmehr ein Spalt 17 vorge sehen, der sicherstellt, daß die beiden Kreisringschei ben 2 und 3 gegeneinander beweglich und auseinander spreizbar sind, sobald der piezoelektrische Spreizkör per 15 angeregt wird. Durch eine derartige Ausgestal tung der Formschleifscheibe wird aufgrund eines wesent lich größeren Verstellweges in axialer Pfeilrichtung 18 eine genauere Werkstückbearbeitung gerade im Be reich der Formschleifscheibenspitze 16 erreicht. Ob ein hydraulischer Spreizkörper 8 oder piezoelektri scher Spreizkörper 15 in die Verformkammer 5 einge setzt wird, hängt im wesentlichen von der sich von Fall zu Fall ändernden Verwendungsart der Formschleif scheibe als auch von den jeweils unterschiedlichen Anforderungen an die Werkstückbearbeitung ab.Referring to FIG. 2, the Verformkammer takes 5, the slices in the range both the dividing plane 7 between the two circular ring is 2 and 3 and the CBN coating 6, a hydraulic expander 8, and therefore also the two annular disks 2 and 3 in the area the grinding wheel tip 10 for sealing device, for example, are welded together. For workpiece machining, the workpiece 11 is moved by the feed against the form grinding wheel, so that the CBN coating 6 of the two-part base body 1 is brought into contact with two flanks 12 and 13 of the workpiece 11 . The processing of a large number of workpieces requires considerable wear on the CBN coating 6 applied to the base body. In order to compensate for such wear of the CBN coating 6 already during the grinding process and thus to obtain extremely high accuracy of the workpiece 11 to be machined, an actuator located outside the form grinding wheel, e.g. B. an oil pump, the oil pressure in the deformation chamber 5 increased such that the radial region 6 'of the CBN-coated base body 1 is deformed against the flanks 12 and 13 of the workpiece 11 to be machined in the axial direction of arrow 14 . The embodiment shown in Fig. 3 of a shape grinding disc differs from that shown in Fig. 2 only in that the expansion body 15 is piezoelectrically operable. After there are no sealing problems due to such an expansion body 15 , the two annular disks 2 and 3 of the base body 1 remain unconnected in the area of the shaped grinding wheel tip 16 . Rather, there is a gap 17 provided, which ensures that the two circular ring discs ben 2 and 3 are mutually movable and spread apart as soon as the piezoelectric expansion body is excited by 15 . By such Ausgestal the form grinding wheel tung is due to a Wesent Lich larger displacement path in the axial direction of the arrow 18 a more accurate machining of the workpiece precisely in the form of Be grinding wheel tip reaches rich sixteenth Whether a hydraulic expansion body 8 or piezoelectric shear body 15 is inserted into the deformation chamber 5 depends essentially on the case-by-case use of the shape grinding wheel as well as on the different requirements for workpiece machining.

Fig. 4 zeigt schließlich noch eine andere Ausführungs form einer Formschleifscheibe, deren Grundkörper 1 aus zwei umfangsseitig aneinander angeordneten Kreisringen 19 und 20 besteht. Dabei liegt der äußere Kreisring 20, der an seinem Außenumfang 21 mit der CBN-Beschi chtung 6 versehen ist und an seinem Innenumfang 22 eine Ringnut 23 als Verformkammer 5 aufweist, auf dem Außenumfang 24 des inneren Kreisringes 19 direkt auf und stützt sich an diesem ab. Während des Schleifvor ganges, bei dem die Formschleifscheibe gegen das Werk stück 25 bewegt wird, wird abermals ein Öldruck an die Verformkammer angelegt, wodurch diese sich am Kreis ring 19 abstützend ausschließlich in radialer Pfeil richtung 26 verformt und somit den umfangsseitigen Bereich 6′′ des CBN-beschichteten Grundkörpers 1 gegen das zu bearbeitende Werkstück 25 preßt. Fig. 4 shows yet another embodiment form of a shaped grinding wheel, the base body 1 consists of two circumferentially arranged circular rings 19 and 20 . The outer ring 20 , which is provided on its outer circumference 21 with the CBN coating 6 and has an annular groove 23 as a deformation chamber 5 on its inner circumference 22, lies directly on the outer circumference 24 of the inner circular ring 19 and is supported on the latter . During the grinding process, in which the grinding wheel is moved against the workpiece 25 , an oil pressure is again applied to the deformation chamber, whereby this is deformed on the circular ring 19 supporting only in the radial arrow direction 26 and thus the peripheral area 6 '' of CBN-coated base body 1 presses against the workpiece 25 to be machined.

In weiterer Ausgestaltung wäre es beispielsweise auch denkbar, bei spreizbaren Formschleifscheiben Verformkammern derart auszubilden, daß sowohl der stirnflächenseitige als auch der umfangsseitige Be reich des CBN-beschichteten Grundkörpers gegen das zu bearbeitende Werkstück gleichzeitig sowohl in axialer als auch in radialer Richtung verformbar ist.In a further embodiment would it is also conceivable, for example, in the case of expandable shaped grinding wheels Deform chambers so that both the frontal as well as the circumferential Be range of the CBN-coated body against this machining workpiece simultaneously in both axial and is deformable in the radial direction.

Claims

1. One-layer coated CBN shaped grinding wheel with a galvanically bonded abrasive grain-bearing base body, characterized in that the base body ( 1 ) is provided at least in the area of the CBN coating ( 6 ) with a spreading body ( 8 , 15 ) receiving deformation chamber ( 5 ) , by monitoring the pressure force of the expansion body, a constant automatic readjustment in the radial and / or axial direction takes place to compensate for the wear of the CBN coating.

2. Form grinding wheel according to claim 1, characterized in that the base body ( 1 ) is formed in two parts, the parting plane ( 7 ) in the region of the deformation chamber ( 5 ).

3. Form grinding wheel according to claims 1 or 2, characterized in that the base body ( 1 ) consists of two concentrically arranged circular rings ( 19, 20 ), the outer ring ( 20 ) provided on the inner circumference ( 22 ) with an annular groove ( 23 ) on the inner circular ring ( 19 ) is radially expandable to support it.

4. Form grinding wheel according to claim 1 or 2, characterized in that the base body ( 1 ) from two axially arranged side by side, in the region of the deformation chamber ( 5 ) movable and spread apart annular discs ( 2, 3 ) is composed.

5. Form grinding wheel according to one of claims 1 to 4, characterized by a hydraulic expansion body ( 8 ).

6. Form grinding wheel according to one of claims 1 to 4, characterized by a piezoelectric expansion body ( 15 ).